[发明专利]亲水型聚氨酯快速光固化粘合剂与制备方法以及固化方法

权利要求书

1.一种亲水型聚氨酯快速光固化粘合剂，其特征在于它的原料组成包括：

六亚甲基二异腈酸酯（HDI）

聚乙二醇

季戊四醇

芳香醛

甲基丙烯酰氯

所述的芳香醛为苯甲醛、茴香醛或糠醛。

2.按照权利要求1中所述的光固化粘合剂，其特征在于各原料质量比为：季戊四醇与茴香醛的质量比为：1:0.9~1.2；季戊四醇与芳香醛合成季戊四醇缩醛，聚乙二醇与季戊四醇缩醛共同作为二元醇单元，HDI与二元醇单元的质量比为1:1.0~1:100，所述的二元醇单元中，季戊四醇缩醛与聚乙二醇的质量比为1:0.5~100；甲基丙烯酰氯与季戊四醇质量比为1:1~40。

3.按照权利要求1中所述的光固化粘合剂，其特征在于所述的聚乙二醇分子量为0.6~20kDa，优选1~4kDa。

4.按照权利要求1中所述的光固化粘合剂，其特征在于所述的芳香醛为茴香醛。

5.权利要求4中所述的光固化粘合剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）按计量将季戊四醇溶解于0.01~1mol/L的盐酸溶液中，配置成5~100mg/mL的季戊四醇水溶液，在80~100℃的环境下持续搅拌至季戊四醇完全溶解，将季戊四醇溶液冷却至40℃，滴加茴香醛，同时快速搅拌1~2h，得到季戊四醇缩醛，干燥备用；

2）选用四氢呋喃与1,2-二氯乙烷作为混合溶剂，四氢呋喃与1,2-二氯乙烷的体积比为1:0.2~5；将聚乙二醇，季戊四醇缩醛与HDI加入到混合溶剂中，配置得到浓度为10~500mg/mL的反应体系溶液，滴加占反应体系总质量0.05~5%的催化剂：催化剂选用二月桂酸二丁基锡；上述反应体系通过氮气保护，升温至80℃，反应18~36h；冷却至25℃，用无水乙醚沉淀，得到白色或淡黄色固体或油状沉淀，即为粘合剂的前体聚氨酯，干燥备用；

3）将前体聚氨酯溶解于0.01~1mol/L的盐酸溶液中，配置成5~100mg/mL的聚氨酯前体水溶液；在25~30℃，搅拌6~12h，使聚氨酯中的缩醛发生水解；反应结束后，用1mol/L的NaOH溶液中和至pH=7，于5~10kPa，60~80℃条件下旋蒸除去溶剂后，固体用四氢呋喃溶解，浓度为1~100mg/mL，过滤除去不溶的NaCl，用无水乙醚沉淀，得到水解聚氨酯，干燥备用；

4）将水解聚氨酯溶解于二氯甲烷中，浓度为5~100mg/mL，加入三乙胺作为缚酸剂，滴入甲基丙烯酰氯，于0~5℃反应6~12h，反应结束后用水洗去三乙胺盐酸盐，反应体系与水的体积比为：1:5~10；用无水乙醚沉淀，得到亲水型光固化粘合剂。

6.按照权利要求5中所述的方法，其特征在于步骤1）或3）所述的盐酸溶液为0.1mol/L。

7.按照权利要求5中所述的方法，其特征在于步骤4）所述的甲基丙烯酰氯与三乙胺的体积比为1:1~5。

8.按照权利要求5中所述的方法，其特征在于步骤1）、步骤3）或步骤4）所述的用无水乙醚沉淀，沉淀剂加入量范围为：反应体系与无水乙醚的体积比：1:5~20。

9.一种亲水型聚氨酯快速光固化粘合剂的固化方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将亲水型聚氨酯快速光固化粘合剂溶解于水中，浓度为50~500mg/mL，加入占体系总质量0.1~5%的水溶性光敏自由基引发剂或水溶性偶氮类光引发剂，在0~5℃条件下，避光搅拌1~2h，待完全溶解后放置于0~5℃条件下避光保存；

2）将粘合剂水溶液平铺于载玻片或培养皿上，用紫外固化灯进行固化，其中，紫外照射光强为0.5~100mW/cm²，照射时间为20~300s。

10.按照权利要求9中所述的方法，其特征在于所述的水溶性光敏自由基引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮；所述的水溶性偶氮类光引发剂为：偶氮二异丁脒盐酸盐或偶氮二异丁酸钠。